Технология изготовления грузовой тележки крана

Определим средний коэффициент  использования технологического оборудования:

    К_исп = (0,65+0,38) / 2 = 0,52

 

 

2.14.4 Расчет потребности в материалах, энергии

 

Расход сварочной проволоки  определим по формуле:

            

где GН - масса направленного металла, кг;

к – коэффициент расхода сварочных  материалов, к = 1,05 – сварка в среде аргона.

              

где –объем наплавленного металла, см³

 – плотность наплавленного металла, г/см³

 

для сварки в среде аргона.

Для сварки в среде углекислого  газа на одно изделие необходимо 1,99 кг проволоки БрКМц-3-1.

Расход газа определим по формуле:

                                                          (2.23)

где

  – время сварки в минутах;

 – расход газа л/мин.

K_п–коэффициент,учитывающий предпродувку перед сваркой и после нее.

Расход технологической электроэнергии укрупнено можно рассчитать по массе наплавленного металла. Расход зависит от вида сварки и источника питания (его типа). При сварке в среде защитных газов автоматами и полуавтоматами расход равен 5-6 кВт ч/кг .

                     (2.24)

где Wi – расход электроэнергии при i-ом виде сварки на годовую программу  изделий, кВтч;

pi – норма расхода электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, кВтч/кг (6 кВтч/кг для механизированной и автоматической сварки)

ni – количество наплавленного металла, кг.

.

Результаты расчетов сведены в таблицу 2.23.

Обобщенные результаты сведены в таблицу 2.24.

 

Таблица 2.23. Результаты расчетов

 

Свариваемые элементы	Длина прихваток, м	Длина швов, м	Vсв, м/ч	Время сварки, ч	Расход газа, л/мин	Потребление на
						едини-цу, л	годовую програм-му, л
Сепаратор поз.1+ трубы  поз.7	0,224	5,102	28	0,1922	14	161,5	161458
Сепаратор поз.2+ трубы  поз.7	0,224	5,102	28	0,1922	14	161,5	161458
Обойма поз.3+ сепаратор  поз.1(Шов №1)	0,08	1,275	22,5	0,0611	12	44,02	44015,6
Обойма поз.3+ сепаратор  поз.1(Шов №2)	0	1,238	30	0,0413	14	34,66	34658
Обойма поз3+ отводы поз.4 и поз.5	0,448	2,639	33	0,0969	15	87,24	87243,7
Итого	0,976	15,356				488,8	488834

 

Таблица 2.24. Потребность в материалах, электроэнергии

 

Материал	Размерность	Потребность на
		Единицу изделия	Годовую программу
1. Проволока сварочная БрКМц3-1	кг	1,99	1990
2. Аргон	м3	0,978	978
3.Технологическая электроэнергия для сварки	кВт·ч	11,94	11940

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.15 Внутрицеховой  транспорт

 

Транспортные средства на участке выбираются ич условия  работы на участке, массы изделия, его  габаритных размеров, а также для  обеспечения возможности перемещения  оборудования во время ремонтов.

Для погрузки, транспортировки, установки и кантовки изделий в пределах пролета используется мостовой кран грузоподъемностью 3,2 тонны. Кран перемешается по рельсовому пути, смонтированному на колоннах цеха.

Технические   характеристики   мостового    крана грузоподъемностью 3,2 тонны представлены в таблице 2.25.

 

Таблица 2.25. Технические характеристики мостового крана грузоподъемностью 3,2 тонны.

Параметр	Значение
Грузоподъемность, т	3,2
Скорость подъема, м/мин	11,7
Скорость передвижения тележки, м/мин	41
Мощность привода подъема, кВт	10
Мощность привода передвижения тележки, кВт	6,3

Для облегчения выполнения сборочных и сварочных операций рядом со сварочными стапелями установлены консольные краны грузоподъемностью 1 тонна.

 

2.16 Планировка участка

На планировке приводится размещение всего заготовительного сборочно-сварочного оборудования, средств механизации и автоматизации, оборудования для контроля качества и исправления дефектов, складских мест, указываются транспортные средства и дается направление грузопотока. Оборудование, рабочие места, проходы и проезды размещены в соответствии с нормами технологического проектирования. На планировке указана вентиляция, подвод различных видов электроэнергии, воды, сжатого воздуха, защитных газов, проставлены размеры между колоннами в продольном и поперечном направлении, а также общая длина и ширина участка. К планировке приложена спецификация оборудования, оснастки, стапелей, транспортных устройств.

Участок изготовления грузовой тележки крана расположен в сборочно-сварочном цехе. Ширина участка составляет 12 м, длина - 18 м. Ширина пролёта составляет 12 м, шаг между колоннами 6 м. Площадь участка 216 м².

Все перемещения заготовок  и готовых изделий производятся с помощью:

-мостового крана грузоподъёмностью 3,2 тонны;

-консольных кранов грузоподъемностью 1 тонна.

На участке предусмотрен центральный  проезд шириной 3 м и проходы - 1,5 м. Расстояние от оборудования до стен - 1 м, расстояние между оборудованием - 1,5 м. Также на участке имеются места для складирования заготовок, расстояние от них до оборудования 1,5 м [9].

Для окончательного контроля на участке  предусмотрен пункт контроля. Он находится  на расстоянии 1,5 м от складских мест и имеет контрольный стапель, местное освещение.

Также на участке расположено место устранения дефектов.

Участок имеет подвод холодной воды со сливом в канализацию, сжатого  воздуха, местное освещение, пожарные кран и щит.

Рабочие места, находящиеся на участке, имеют подвод тока, подвод аргона, подвод сжатого воздуха, местные вентиляционные отсосы.

Самое высокое оборудование имеет высоту 4700 мм (консольный кран).

Подсчитаем высоту до отметки головки рельса подкранового пути мостового крана по формуле:

Hn = h1+h2+h3+h4+h5,                                                                        (2.25)

где: h1=4,7 м - максимальная высота оборудования;

h2=1 м - минимальный зазор между грузом и оборудованием;

h3=1,526 м - максимальная высота груза;

h4=0,5 м - максимальная высота зачалки;

h5=1,7 м - высота от нижней точки крюка до верхней точки подкранового пути.

Hn =4,7 + 1 + 1,526 + 0,5+ 1,7 = 9,43 м

Учитывая наличие мостового  крана, принимаем высоту цеха равной 12 метров.

3 Расчетно-конструкторская  часть

 

3.1 Расчет болтового соединения крепления консольного крана к полу

Схема расчета представлена на рисунке 3.1.

 

 

Рисунок 3.1. Расчетная схема болтового соединения

 

Расчет производим по условию нераскрытия  стыка. Напряжение смятия в стыке до приложения нагрузки:

,            (3.1) где

- сила затяжки болтов;

- количество болтов;

-площадь стыка.

Сила N растягивает болты и уменьшает на величину:

    (3.2)

 

Рассматривая условия нераскрытия стыка, будем считать осью поворота ось симметрии стыка. Напряжение в стыке под действием момента M:

,  (3.3)

где

W_ст – момент сопротивления изгибу, рассчитываемый для площади стыка.    

 

Максимальное и минимальное напряжения в стыке будут равны:

  (3.4)

    (3.5)

Условие нераскрытия стыка  : ,то есть или

,  (3.6)

где

k- коэффициент запаса по нераскрытию стыка, к=1,3-2,0.

Внешняя нагрузка, приходящаяся на один болт от силы N равна:

P_N=N/z=1000/8=125кгс    (3.7)

 

Внешняя нагрузка от момента M определяется из равенства:

,  (3.8)

где

i – число болтов в поперечном ряду;

n – число рядов с одной стороны от оси поворота;

P₁, P₂... – силы, рассчитываемые пропорционально их расстоянию до оси поворота, то есть P₁/ P₂= l₁/ l₂ и так далее.

Учитывая это и обозначая  P₁ через P_M как наибольшую из нагрузок от момента, после несложных преобразований находим:

Суммарная нагрузка

P=P_М – P_N=1000-125=875кгс   (3.9)

 

Расчетная нагрузка будет равна

 

    (3.10)

,    (3.11)

где

d_р- расчетный диаметр болта;

n – коэффициент запаса прочности, n=4;

 для болта из стали 20 равна 2400кгс/ см².

 

 

Выбираем болт M30.

 

3.2 Расчет на прочность консоли крана

 

Схема расчета представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2. Расчетная схема консоли крана

 

Напряжения от силы от груза P и собственной массы консоли:

  (3.12)

 

Напряжение в стыке под действием  момента M:

,    (3.13)

где

W_ст – осевой момент сопротивления.

 

Допускаемое напряжение для материала  крана стали 20 составляет 2400кгс/см²

Условие прочности выполняется.

 

3.3 Расчет подшипников манипулятора

 

Исходные данные: Радиальная нагрузка на подшипник F_r=1000 кгс; осевая F_a=100 кгс; диаметр вала в месте посадки подшипника d=50мм; угловая скорость вала ω=2,8 рад/мин; нагрузка на подшипник постоянная и спокойная; температура нагрева подшипника не превышает 60°С; номинальная долговечность подшипника L_n =20000 часов.

 

Решение.

Так как нагрузки на подшипниках  сравнительно небольшие и осевая нагрузка по сравнению с радиальной невелика, то выбираем радиальный однорядный шариковый подшипник легкой серии  №210 по ГОСТ 8338-75, для которого статическая грузоподъемность С₀=19,8кН и динамическая грузоподъемность С=40,2 кН.

Примем коэффициент вращения V=1, коэффициент безопасности K_б=1, температурный коэффициент К_т=1. Отношению F₀/C₀=1/19,8=0,051 соответствует    коэффициент     осевого   нагружения     e=0,44.  Отношение F_a / (V × Fr) = 1000 / (1 × 10000) = 0,1 <e =0,44 и, следовательно, коэффициент радиальной нагрузки X =1 и коэффициент осевой нагрузки Y =0.

Эквивалентная динамическая нагрузка подшипника вычисляется по формуле:

P=(X×V×Fr+Y×Fa) ×К_б ×К_т=1×1×10000×1×1=10000Н  (3.14)

Частота вращения кольца подшипника равна:

n= ω/(2×π)=2,8/(2×π)=0,45 мин^-1 (3.15)

 

По таблицам каталога-справочника [22] при долговечности подшипника L_n =20000 часов и частоте вращения кольца n=0,45 мин^-1 находим отношение C/P=2,29, откуда

С=2,29×P=2,29×1000=22900 Н (3.16)

Таким образом выбранный  подшипник удовлетворяет выдвинутым требованиям, поскольку 22900Н<35100Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Охрана труда, окружающей среды и противопожарные мероприятия

Помимо высоких технико-экономических  показателей электросварка обладает и некоторыми отрицательными свойствами. Это опасность для работающих поражения электрическим током, получения ожогов брызгами расплавленного металла и кратковременного ослепления световым излучением сварочной дуги. Кроме того, при электросварке воздух производственных помещений загрязняется пылью (сварочным аэрозолем). Систематическое воздействие сварочного аэрозоля при отсутствии необходимых средств охраны труда может вызвать у работающих сборочно-сварочных цехов профессиональные заболевания легких, центральной нервной системы, а излучение сварочной дуги – заболевание глаз; работающие в сборочно-сварочных цехах также подвергаются воздействию газов и шума. [13]

Наиболее эффективным средством оздоровления условий труда является усовершенствование технологии сварочного производства. На участке сборки и сварки коллектора  котлоагрегата используется автоматическая и полуавтоматическая сварка в аргоне  проволокой БрКМц3-1.

 

4.1 Опасные и вредные производственные факторы

 

Согласно ССБТ ГОСТ 12.0.003.-86 "Опасные и вредные  производственные факторы" на механизированном участке сборки и сварки коллектора  котлоагрегата имеют место следующие группы опасных и вредных производственных факторов: физические и химические.

К физическим опасным  и вредным производственным факторам относятся:

- движущиеся машины и механизмы (электромостовой кран, консольные краны); подвижные части производственного оборудования (сварочные головки автоматов ОСА ПА, манипуляторы МС-10, базовые плиты установок для сборки и сварки труб с трубными решетками и т. д.); передвигающиеся изделия; заготовки, материалы (листы, трубы, трубные доски);

-   повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны ;